התקנת תחנת מזג אוויר אוטומטית מסייעת לתלמידים לרכוש מיומנויות בתפעול מכשירים, תצפית מזג אוויר וניתוח נתונים

רשת מידע מזג האוויר הקהילתית (Co-WIN) היא פרויקט משותף בין מצפה הכוכבים של הונג קונג (HKO), אוניברסיטת הונג קונג והאוניברסיטה הסינית של הונג קונג. היא מספקת לבתי ספר וארגוני קהילה משתתפים פלטפורמה מקוונת כדי לספק תמיכה טכנית שתעזור להם להתקין ולנהל תחנות מזג אוויר אוטומטיות (AWS) ולספק לציבור נתוני תצפית, כולל טמפרטורה, לחות יחסית, משקעים, כיוון ומהירות הרוח, ותנאי אוויר, לחץ, קרינת שמש ומדד UV. במהלך התהליך, התלמידים המשתתפים רוכשים מיומנויות כגון הפעלת מכשירים, תצפית מזג אוויר וניתוח נתונים. AWS Co-WIN הוא פשוט אך רב-תכליתי. בואו נראה כיצד הוא שונה מיישום HKKO הסטנדרטי ב-AWS.
חברת Co-WIN AWS משתמשת במדחומי התנגדות ובהיגרומטרים קטנים מאוד המותקנים בתוך מגן השמש. המגן משרת את אותה מטרה כמו מגן סטיבנסון ב-AWS הסטנדרטי, והוא מגן על חיישני הטמפרטורה והלחות מחשיפה ישירה לאור שמש ומשקעים תוך מתן אפשרות לזרימת אוויר חופשית.
במצפה כוכבים סטנדרטי של AWS, מותקנים מדי חום מפלטינה בתוך מגן סטיבנסון כדי למדוד טמפרטורות נורה יבשה ונורה רטובה, מה שמאפשר חישוב לחות יחסית. חלקם משתמשים בחיישני לחות קיבוליים כדי למדוד לחות יחסית. על פי המלצות הארגון המטאורולוגי העולמי (WMO), יש להתקין מסכי סטיבנסון סטנדרטיים בגובה של בין 1.25 ל-2 מטרים מעל הקרקע. מסכי Co-WIN AWS מותקנים בדרך כלל על גג בניין בית ספר, ומספקים אור ואוורור טובים יותר, אך בגובה גבוה יחסית מהקרקע.
גם Co-WIN AWS וגם Standard AWS משתמשים במדדי גשם בעלי דלי מתהפך למדידת גשם. מד הגשם של Co-WIN ממוקם על גבי מגן קרינת השמש. ב-AWS סטנדרטי, מד הגשם מותקן בדרך כלל במקום פתוח היטב על הקרקע.
כאשר טיפות גשם נכנסות למד הגשם של הדלי, הן ממלאות בהדרגה אחד משני הדליים. כאשר מי הגשם מגיעים לרמה מסוימת, הדלי נוטה לצד השני תחת משקלו, ומנקז את מי הגשם. כאשר זה קורה, הדלי השני עולה ומתחיל להתמלא. חזרו על המילוי והמזיגה. לאחר מכן ניתן לחשב את כמות הגשם על ידי ספירת מספר הפעמים שהוא נוטה.
גם Co-WIN AWS וגם Standard AWS משתמשים באנמומטרים מכוסי רוח ובשבבי רוח כדי למדוד את מהירות הרוח וכיוונה. חיישן הרוח הסטנדרטי של AWS מורכב על תורן רוח בגובה 10 מטרים, המצויד במוליך ברק ומודד את הרוח בגובה 10 מטרים מעל הקרקע בהתאם להמלצות WMO. אסור שיהיו מכשולים גבוהים בקרבת האתר. מצד שני, עקב מגבלות אתר ההתקנה, חיישני רוח של Co-WIN מותקנים בדרך כלל על תרנים בגובה מספר מטרים על גג מבני חינוך. ייתכנו גם מבנים גבוהים יחסית בקרבת מקום.
ברומטר Co-WIN AWS הוא פיאזורסיסטי ומובנה בקונסולה, בעוד ש-AWS סטנדרטי משתמש בדרך כלל במכשיר נפרד (כגון ברומטר קיבול) למדידת לחץ אוויר.
חיישני סולאריים ו-UV של Co-WIN AWS מותקנים ליד מד הגשם של דלי ההטיה. מחוון מפלס מחובר לכל חיישן כדי להבטיח שהחיישן נמצא במצב אופקי. לפיכך, לכל חיישן יש תמונה חצי כדורית ברורה של השמיים למדידת קרינת השמש העולמית ועוצמת ה-UV. מצד שני, מצפה הכוכבים של הונג קונג משתמש בפירנומטרים ורדיומטרים אולטרה סגולים מתקדמים יותר. הם מותקנים על מצפה שמש ייעודי, שבו יש שטח פתוח לתצפית על קרינת השמש ועוצמת קרינת ה-UV.
בין אם מדובר במערכת AWS שמרוויחה מכל הבחינות או ב- AWS סטנדרטית, ישנן דרישות מסוימות לבחירת האתר. יש למקם את מערכת AWS הרחק ממזגנים, רצפות בטון, משטחים מחזירי אור וקירות גבוהים. יש למקם אותה גם במקום שבו האוויר יכול להסתובב בחופשיות. אחרת, מדידות הטמפרטורה עלולות להיפגע. בנוסף, אין להתקין את מד הגשם במקומות סוערים כדי למנוע שמי גשמים ייעפו ברוחות חזקות ולהגיע למד הגשם. יש להתקין מדי רוח ושבשבות רוח גבוה מספיק כדי למזער חסימה ממבנים מסביב.
כדי לעמוד בדרישות בחירת האתר הנ"ל עבור מערכת השמש (AWS), המצפה עושה כל מאמץ להתקין את מערכת השמש באזור פתוח, נקי ממכשולים מצד מבנים סמוכים. עקב אילוצים סביבתיים של בניין בית הספר, חברי Co-WIN בדרך כלל צריכים להתקין מערכת השמש על גג בניין בית הספר.
Co-WIN AWS דומה ל-"Lite AWS". בהתבסס על ניסיון העבר, Co-WIN AWS הוא "חסכוני אך עמיד" - הוא לוכד את תנאי מזג האוויר בצורה טובה למדי בהשוואה ל-AWS סטנדרטי.

בשנים האחרונות, השיק המצפה רשת מידע ציבורית מדור חדש, Co-WIN 2.0, המשתמשת בחיישנים מיקרוסקופיים למדידת רוח, טמפרטורה, לחות יחסית וכו'. החיישן מותקן בתוך מארז בצורת עמוד תאורה. רכיבים מסוימים, כגון מגני שמש, מיוצרים באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית. בנוסף, Co-WIN 2.0 ממנפת חלופות קוד פתוח הן במיקרו-בקרים והן בתוכנה, מה שמפחית משמעותית את עלויות פיתוח התוכנה והחומרה. הרעיון מאחורי Co-WIN 2.0 הוא שתלמידים יוכלו ללמוד ליצור "DIY AWS" משלהם ולפתח תוכנה. לשם כך, המצפה מארגן גם כיתות אמן לתלמידים. מצפה הכוכבים של הונג קונג פיתח AWS עמודי המבוסס על Co-WIN 2.0 AWS והפעיל אותו לניטור מזג אוויר מקומי בזמן אמת.